JP3413851B2 - Optical scanning image information detection device - Google Patents

Optical scanning image information detection device

Info

Publication number
JP3413851B2
JP3413851B2 JP17997392A JP17997392A JP3413851B2 JP 3413851 B2 JP3413851 B2 JP 3413851B2 JP 17997392 A JP17997392 A JP 17997392A JP 17997392 A JP17997392 A JP 17997392A JP 3413851 B2 JP3413851 B2 JP 3413851B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light beam
scanning
prism
image information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17997392A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0627401A (en
Inventor
正彦 加藤
肇 諸隈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optic Co Ltd filed Critical Olympus Optic Co Ltd
Priority to JP17997392A priority Critical patent/JP3413851B2/en
Publication of JPH0627401A publication Critical patent/JPH0627401A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3413851B2 publication Critical patent/JP3413851B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、被写体を光ビームで走
査し、この被写体からの反射光を受光することにより、
被写体画像を検出する装置、すなわち光走査画像情報検
出装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】本発明が対象とする被写体画像とは、単
に濃淡に関する情報のみではなく、光を照射することに
より得られるすべての情報のことである。例えば、被写
体による吸収・散乱特性から得られる物理・化学情報、
被写体の距離・速度情報、三次元構造の測定・認識など
がある。 【0003】従来、このような二次元走査に使用される
主走査方向のスキャナとしては、ポリゴンミラー、ピラ
ミダルミラー、ガルバノミラー、ホログラムなどが知ら
れている。そうして、近距離領域で90°以上の広画角
な測定範囲に存在する被写体画像からの微弱な散乱光を
検出する場合、広画角な走査と広い開口とを必要とし、
ポリゴンミラー、ピラミダルミラーが適しており、コン
パクトな点では、ピラミダルミラーが優れている。 【0004】図10は、ピラミダルミラーの機能の説明
図である。図10で1は光源、2は光ビーム、3はピラ
ミダルミラー、4はピラミダルミラーの回転軸、5はピ
ラミダルミラーの反射面、6はピラミダルミラー3を回
転したときの、光ビーム2の反射面5への入射点の軌
跡、7は反射光ビームである。 【0005】光源1を発した光ビーム2は、ピラミダル
ミラー3の回転軸4と並行に進み、ピラミダルミラー3
の反射面5に入射する。ピラミダルミラー3を回転軸4
の回りに回転すると、反射面5における光ビーム2の入
射点の軌跡6が、図示のように円すい曲線の一部を描く
ことが知られている。したがって、一般に反射光ビーム
7は、直線的走査とはならずに曲線状の走査を行うこと
になる。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、二次
元走査に使用される主走査方向のスキャナとして最適な
ピラミダルミラーには、反射光ビームが曲線状の走査を
行うという欠点がある。したがって、図示されていない
副走査用ミラーとの組み合わせによる二次元走査から、
被写体に関する二次元の画像情報を得る際に、画像の歪
みを生じるという問題がある。 【0007】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的はピラミダルミラーを使用する光走
査画像情報検出装置において、走査光ビームの強度減少
がなく効率的なエネルギー利用を可能とし、広画角、コ
ンパクトで画像歪みのない二次元画像情報を得ることで
ある。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明の光走査画像情報
検出装置は、被写体を光ビームで両端のある有限の区間
走査し、この被写体からの反射光を受光することにより
上記被写体画像を検出する光走査画像情報検出装置にお
いて、数の反射面を斜面にもち、対称軸を回転軸とし
て回転するピラミダルミラーと、上記ピラミダルミラー
の回転と同期して同軸に回転しながら、複数の光ビーム
の各々を上記ピラミダルミラーの各反射面に向けて対応
させて照射することにより、上記反射面上の固定された
位置で上記光ビームを反射させて走査光にする光学部材
と、上記走査によって上記複数の走査光の各々が次々と
照射される上記被写体からの反射光を、上記ピラミダル
ミラーを介して受光する受光素子と、を有することを特
徴としている。 【0009】 【作用】図1は、本発明の光走査画像情報検出装置の作
用・原理の説明図である。図1で符号1〜符号7は図1
0と同じであるが、ピラミダルミラー3は、頂点を切除
し形成した頂点切除部を有する。9はピラミダルミラー
3の頂点切除部に支持板12を介して固着あるいは固定
しており、光源1を発した光ビーム2を光走査のために
反射させる反射面5に導くプリズムなどの光学部材であ
る。10,11はプリズム9における対向する反射面で
ある。なお、後述するように、頂点切除部の存在は、必
須要件ではない。 【0010】光源1を発した光ビーム2は、ピラミダル
ミラー3の回転軸4に沿って進み、プリズム9に入射す
る。そうして、プリズム9の反射面10,反射面11で
反射してから、プリズム9の外に出て、ピラミダルミラ
ー3の斜面にある反射面5で反射する。プリズム9は、
ピラミダルミラー3に固着しているので、ピラミダルミ
ラー3の反射面5における光ビームの反射位置Pは、ピ
ラミダルミラー3の回転に関係なく、常に同じ場所にあ
り、反射光ビーム7は、ピラミダルミラー3の回転とと
もに、直線的走査を行うことになる。したがって、図示
されていない副走査用ミラーとの組み合わせによる二次
元走査により、画像の歪みのない二次元画像情報を得る
ことができる。 【0011】 【実施例】図2〜図5は、本発明光走査画像情報検出装
置の第1実施例についての説明図である。図2は側面
図、図3は平面図、図4及び図5は、装置の一部である
プリズムに関する側面図である。図2,図3において、
20,30は光結合素子としての結合プリズム、40は
光分離素子としての分離プリズム、50は頂点を切除し
形成した頂点切除部51を有するピラミダルミラー、5
2はピラミダルミラー50の回転軸54が同心的に洞貫
している空洞、53は軸受、60はミラー、70,71
はレンズ、72,73は受光素子である。光結合素子と
しての結合プリズム20,30及び光分離素子としての
分離プリズム40は、以下に詳述するように光路変更光
学部材である。すなわち、これらのプリズムは、光源よ
り発せられた光ビームを、光走査のために反射させる反
射面に導く光学部材である。 【0012】結合プリズム20の詳細は、図4で示して
ある。図4において、21,22はそれぞれ光ビーム
で、図示してない二つのレーザー半導体素子LD1,L
D2から放出され、偏光方向が互いに90°異なってい
る。すなわち、光ビーム21はp偏光、光ビーム22は
s偏光である。23は平行プリズム、24は三角プリズ
ム、25は四分の一波長板、26は偏光膜、23′は平
行プリズム23の反射面、80は結合プリズム20から
の射出光ビームである。 【0013】レーザー半導体素子LD1からの光ビーム
21は、平行プリズム23に入射して反射面23′で反
射し、偏光膜26,三角プリズム24を透過してから、
四分の一波長板25において円偏光に変換し、射出光ビ
ーム80となる。同様に、レーザー半導体素子LD2か
らの光ビーム22は、三角プリズム24に入射して偏光
膜26で反射する。続いて、四分の一波長板25におい
て円偏光に変換し、射出光ビーム80となる。 【0014】上述した結合プリズム20と同様な機能
を、図2で示す結合プリズム30が有する。すなわち、
図示してない二つのレーザー半導体素子LD3,LD4
から放出され、偏光方向が互いに90°異なる二つの光
ビームが、結合プリズム30により、射出光ビーム8
0′に結合する。 【0015】分離プリズム40の詳細は、図5(a),
(b)で示してある。図5(b)は図5(a)の側面図
である。図5(a),(b)において、41は四分の一
波長板、42,44は平行プリズム、43,45は三角
プリズム、46は四分の一波長板、47は偏光膜、48
も同じ偏光膜であるが、偏光膜47に対して90°回転
した位置にある。 【0016】分離プリズム40に上方から入射した円偏
光の光ビーム80は、四分の一波長板41により、p偏
光及びs偏光に変換される。p偏光は偏光膜47を透過
して、90°回転した偏光膜48,反射面44′で反射
し、図5(b)で示す光ビーム82となる。s偏光は偏
光膜47,反射面42′で反射して光ビーム83にな
る。 【0017】また、分離プリズム40に下から入射した
円偏光の光ビーム80′は、四分の一波長板46によ
り、p偏光及びs偏光に変換される。p偏光は偏光膜4
8,反射面45′で反射して光ビーム85になる。s偏
光は偏光膜48を透過して、90°回転した偏光膜4
7,反射面43′で反射し、図5(a)で示す光ビーム
84となる。以上述べたことから、分離プリズム40の
上下から入射する円偏光の光ビーム80,80′が、結
局、4本の光ビーム82,83,84及び85になるこ
とが分かる。 【0018】図2,図3において、分離プリズム40は
ピラミダルミラー50の頂点切除部51に固着又は固定
してある。ピラミダルミラー50には、回転軸54が同
心的に洞貫している空洞52が設けてあって、光ビーム
80,80′の通路になっている。そうして、ピラミダ
ルミラー50下部には、回転軸54をささえる軸受53
が固着又は固定してあり、ともに図示してない支持機構
及び駆動機構によって、ピラミダルミラー50は、回転
軸54に対して回転可能な構造になっている。 【0019】図5(a),図5(b)及び図2が示すよ
うに、光ビーム83,84は、ピラミダルミラー50の
反射面50′で反射して、紙面に平行な方向の水平な光
ビームとなる。同様に光ビーム82,85も、ピラミダ
ルミラー50の反射面50′で反射して、紙面に垂直な
方向の水平な光ビームとなる。結局、分離プリズム40
から下方に射出した4本の光ビーム82,83,84及
び85は、4本の水平な光ビームになる。 【0020】図示してない駆動機構によるピラミダルミ
ラー50の回転とともに、これらの水平な光ビームは、
水平方向の主走査を行う。また、図示してない駆動機構
により、ミラー60は回転軸61の回りに矢印62で示
す往復回転運動を行い、ミラー60で反射した光ビーム
86は、主走査に垂直な副走査方向の走査をする。実際
には、光ビーム86は水平方向に主走査を行うが、図2
では図を簡単にするために、ミラー60を90°回転し
て図示してある。 【0021】以上の説明から明らかなように、四つのレ
ーザー半導体素子LD1,LD2,LD3及びLD4か
らの4本の光ビームは、それぞれ4本の水平な光ビーム
に対応する。この4本の水平な光ビームに対して、それ
ぞれ図6に示す正弦波パルス又は図示してない矩形波パ
ルスによる時系列的振幅変調がなされる。この場合、そ
れぞれピラミダルミラー50による主走査に対応する1
/4回転の時間間隔のみ、変調がかけられる。また、図
示してない被写体からの散乱光のうち、二次元走査する
光ビーム86にほぼ平行な信号成分は、ミラー60,ピ
ラミダルミラー50の反射面50′,レンズ70,71
を経て、それぞれレンズ70,71の軸上に配置した受
光素子72,73により検出される(図3参照)。 【0022】第1実施例は、四つの反射面を持つピラミ
ダルミラー50,結合プリズム20,30,分離プリズ
ム40,ミラー60などから構成された検出装置に四つ
の半導体レーザー光源を用いている。そうして得られた
水平な光ビームを、図6に示したように時系列的に変調
することにより、高速でしかも強い走査光ビームによる
エネルギー利用効率の高い二次元走査を可能とした場合
を示したが、半導体レーザー光源の台数、あるいはピラ
ミダルミラーの反射面の面数が少ない場合にも、容易に
変更が可能である。 【0023】例えば、ピラミダルミラーの反射面の面数
が二つの場合は、図7に示したように、分離プリズムを
一部変更すればよい。図7において、91は四分の一波
長板、96,97は平行プリズム、92,95は三角プ
リズム、94は二分の一波長板、93,98は偏光膜で
ある。そうして、一部変更した分離プリズム90に上方
から入射した円偏光光ビーム80は、四分の一波長板9
1により、p偏光及びs偏光に変換される。p偏光は偏
光膜93を透過して三角プリズム92を経て、二分の一
波長板94によりs偏光に変換され、偏光膜98,平行
プリズム96の反射面96′で反射し、光ビーム84に
なる。四分の一波長板91により変換されたs偏光は偏
光膜93、反射面97′で反射して光ビーム83にな
る。 【0024】上述したピラミダルミラーの反射面の面数
が二つの場合には、空洞52,結合プリズム20,30
の一方(例えば結合プリズム30)は不要となる。ま
た、レンズ70,71の代わりに、図8(a),(b)
に示す1個のレンズ101,1個の受光素子102,あ
るいはこれと等価なフレネルレンズ103,受光素子1
02を用いることができる。この場合には、受光素子1
02は回転軸54上に一つ設ければよく、二つのレンズ
70,71を並べる構成よりも、信号光量の損失が少な
いという利点がある。また、偏光膜による偏光の分離
を、方解石を用いた偏光ビームスプリッターによる偏光
の分離に代えることができる。 【0025】図9(a),(b)及び(c)は、光走査
画像情報検出装置の参考例における光分離素子の説明図
である。図9(a)は光分離素子109の構成と光路を
示し、図9(b)は図9(a)の側面図である。図9
(a)において、110,116は四分の一波長板、1
11,113は平行プリズム、112は偏光膜、114
は三角プリズム、115は偏光プリズム、80,80’
は回転軸120に沿って入射する光ビーム、82,84
は水平な光ビームである。また、図9(b)の117は
偏光膜、83,85は水平な光ビーム、図9(c)の1
18は偏光膜である。 【0026】光分離素子109に上方から入射した円偏
光の光ビーム80は、四分の一波長板110によりp偏
光及びs偏光に変換される。p偏光は偏光膜112,三
角プリズム114を透過し、偏光プリズム115の偏光
膜117で反射して水平な光ビーム83となる。また、
s偏光は偏光膜112,平行プリズム111の反射面1
11′及び反射面111″で反射して水平な光ビーム8
2となる。光分離素子109に下方から入射した円偏光
の光ビーム80′は、四分の一波長板116によりp偏
光及びs偏光に変換される。p偏光は偏光プリズム11
5の偏光膜117で反射して水平な光ビーム85とな
る。また、s偏光は偏光プリズム115を透過し、偏光
膜112,平行プリズム113の反射面113′及び反
射面113″で反射して水平な光ビーム84となる。 【0027】結局、光分離素子109は、回転中心軸1
20に沿って上下から入射する光ビーム80,80′
を、4本の水平な光ビーム82,83,84及び85に
変換するものである。そうして、回転中心軸120の回
りに光分離素子109を回転することで、相互に直交す
る4本の水平な光ビームにより、図示してない被写体の
走査が可能であることが分かる。上述の場合、被写体か
らの散乱光は、光分離素子とは別に設置した図示してな
い光検出系、例えば第1実施例で述べたピラミダルミラ
ーを用いた光検出系により検出される。 【0028】図9(c)は、光ビーム80,80’を2
本の水平な光ビーム82,84に変換するもので、その
作用は図9(a),(b)の説明から了解できる。本
例の特徴は、光分離素子単独で走査が可能な場合を示
し、必ずしも光分離素子とピラミダルミラーを一体的に
結合する必要のないことを明らかにしたことにある。 【0029】上述した第1実施例、及び参考例では、い
ずれも、光源としてレーザー光源を用い、光源から放出
される光ビームは偏光方向が互いに90°異なるレーザ
ー光であり、偏光方向による光の分離をしている。しか
し、本発明の光走査画像情報検出装置で用いる光源、光
ビームは、これに限られるものではない。例えば、光源
から発した光ビームを、ハーフミラーによって分離して
用いても、差し支えない。 【0030】上述した第1実施例では、ピラミダルミラ
ーの頂点を切除してある。これは、光源からの光ビーム
を反射面に導く光学部材を固定しやすくするためで、望
ましい構成である。しかし、本発明の光走査画像情報検
出装置では、ピラミダルミラーの回転に対し、ピラミダ
ルミラーに入射する光ビームが、同期して回転可能に設
けられておればよく、ピラミダルミラーの頂点を切除す
ことは、必須要件ではない。また、光学部材とピラミダ
ルミラーを固定することは、最も簡単に上記同期を実現
する好ましい機構である。しかし、光学部材とピラミダ
ルミラーを分離し、それぞれ別の駆動手段を有する機構
であっても、回転周期が同期していれば、問題はない。 【0031】 【発明の効果】以上説明したように本発明の光走査画像
情報検出装置は、走査光ビームの強度減少がなく効率的
なエネルギー利用と、広画角、コンパクトで画像歪みの
ない二次元走査を可能にする。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of scanning a subject with a light beam and receiving reflected light from the subject.
The present invention relates to an apparatus for detecting a subject image, that is, an optical scanning image information detecting apparatus. 2. Description of the Related Art A subject image to which the present invention is applied is not only information relating to shading but also all information obtained by irradiating light. For example, physical and chemical information obtained from the absorption and scattering characteristics of the subject,
Information on distance and speed of the subject, measurement and recognition of three-dimensional structures, etc. Conventionally, as a scanner in the main scanning direction used for such two-dimensional scanning, a polygon mirror, a pyramidal mirror, a galvano mirror, a hologram and the like are known. Thus, when detecting weak scattered light from a subject image present in a wide-angle measurement range of 90 ° or more in a short-range area, a wide-angle scan and a wide aperture are required,
A polygon mirror and a pyramidal mirror are suitable, and a pyramidal mirror is superior in terms of compactness. FIG. 10 is an explanatory diagram of the function of a pyramidal mirror. In FIG. 10, 1 is a light source, 2 is a light beam, 3 is a pyramidal mirror, 4 is a rotation axis of the pyramidal mirror, 5 is a reflection surface of the pyramidal mirror, and 6 is a reflection surface of the light beam 2 when the pyramidal mirror 3 is rotated. The locus of the point of incidence on 5, and 7 is the reflected light beam. The light beam 2 emitted from the light source 1 travels in parallel with the rotation axis 4 of the pyramidal mirror 3 and
Incident on the reflection surface 5 of the light source. Pyramidal mirror 3 with rotation axis 4
, The locus 6 of the incident point of the light beam 2 on the reflecting surface 5 is known to draw a part of a conical curve as shown in FIG. Therefore, in general, the reflected light beam 7 performs not a linear scan but a curved scan. As described above, a pyramidal mirror which is optimal as a scanner in the main scanning direction used for two-dimensional scanning has a drawback that a reflected light beam performs a curved scanning. is there. Therefore, from two-dimensional scanning in combination with a sub-scanning mirror not shown,
When obtaining two-dimensional image information on a subject, there is a problem that image distortion occurs. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a light-scanning image information detecting device using a pyramidal mirror, which can efficiently use energy without reducing the intensity of a scanning light beam. The objective is to obtain two-dimensional image information having a wide angle of view, a compact size and no image distortion. An optical scanning image information detecting apparatus according to the present invention scans a subject with a light beam in a finite section having both ends, and receives reflected light from the subject to receive the light. the optical scanning image information detecting device for detecting an image has a reflecting surface of the multiple slopes, and Piramidarumira rotating the symmetry axis as the rotation axis, while rotating coaxially in synchronism with the rotation of the Piramidarumira, more By irradiating each of the light beams correspondingly to each reflection surface of the pyramidal mirror, an optical member that reflects the light beam at a fixed position on the reflection surface to make scanning light, and And a light-receiving element that receives, via the pyramidal mirror, reflected light from the subject to which each of the plurality of scanning lights is sequentially irradiated by scanning. are doing. FIG. 1 is a diagram for explaining the operation and principle of the optical scanning image information detecting apparatus according to the present invention. 1 to 7 are the same as those in FIG.
Although it is the same as 0, the pyramidal mirror 3 has a vertex cutout portion formed by cutting off the vertex. Reference numeral 9 denotes an optical member such as a prism that is fixed or fixed to the apex cutout of the pyramidal mirror 3 via a support plate 12, and guides the light beam 2 emitted from the light source 1 to a reflecting surface 5 for reflecting for light scanning. is there. Reference numerals 10 and 11 are opposing reflection surfaces of the prism 9. Note that, as described later, the presence of the apex resection is not an essential requirement. The light beam 2 emitted from the light source 1 travels along the rotation axis 4 of the pyramidal mirror 3 and enters the prism 9. Then, the light is reflected by the reflecting surfaces 10 and 11 of the prism 9, then goes out of the prism 9 and is reflected by the reflecting surface 5 on the slope of the pyramidal mirror 3. Prism 9
Since the light beam is fixed to the pyramidal mirror 3, the reflection position P of the light beam on the reflection surface 5 of the pyramidal mirror 3 is always at the same position irrespective of the rotation of the pyramidal mirror 3. With the rotation of, linear scanning is performed. Therefore, two-dimensional image information without image distortion can be obtained by two-dimensional scanning in combination with a sub-scanning mirror (not shown). FIGS. 2 to 5 are explanatory views of a first embodiment of the optical scanning image information detecting apparatus according to the present invention. 2 is a side view, FIG. 3 is a plan view, and FIGS. 4 and 5 are side views of a prism which is a part of the apparatus. 2 and 3,
Reference numerals 20 and 30 denote coupling prisms as optical coupling elements, reference numeral 40 denotes a separation prism as a light separation element, reference numeral 50 denotes a pyramidal mirror having a vertex cutout portion 51 formed by cutting off a vertex.
Numeral 2 denotes a cavity through which the rotating shaft 54 of the pyramidal mirror 50 passes concentrically, 53 denotes a bearing, 60 denotes a mirror, 70, 71
Is a lens, and 72 and 73 are light receiving elements. The coupling prisms 20 and 30 as the optical coupling elements and the separation prism 40 as the light separating element are optical path changing optical members as described in detail below. That is, these prisms are optical members that guide the light beam emitted from the light source to a reflecting surface that reflects the light beam for optical scanning. The details of the coupling prism 20 are shown in FIG. In FIG. 4, reference numerals 21 and 22 denote light beams, respectively, which are two laser semiconductor elements LD1 and L (not shown).
Emitted from D2, the polarization directions differ from each other by 90 °. That is, the light beam 21 is p-polarized light, and the light beam 22 is s-polarized light. 23 is a parallel prism, 24 is a triangular prism, 25 is a quarter-wave plate, 26 is a polarizing film, 23 'is a reflection surface of the parallel prism 23, and 80 is a light beam emitted from the coupling prism 20. The light beam 21 from the laser semiconductor element LD1 is incident on the parallel prism 23, reflected on the reflection surface 23 ', transmitted through the polarizing film 26 and the triangular prism 24,
The light is converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 25 and becomes an emission light beam 80. Similarly, the light beam 22 from the laser semiconductor element LD2 enters the triangular prism 24 and is reflected by the polarizing film 26. Subsequently, the light is converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 25, and becomes an emission light beam 80. The coupling prism 30 shown in FIG. 2 has the same function as the coupling prism 20 described above. That is,
Two laser semiconductor elements LD3 and LD4 not shown
Are emitted from the light source and two light beams having polarization directions different from each other by 90 °
0 '. The details of the separation prism 40 are shown in FIGS.
This is shown in FIG. FIG. 5B is a side view of FIG. 5A and 5B, reference numeral 41 denotes a quarter-wave plate, reference numerals 42 and 44 denote parallel prisms, reference numerals 43 and 45 denote triangular prisms, reference numeral 46 denotes a quarter-wave plate, reference numeral 47 denotes a polarizing film, and reference numeral 48 denotes a polarizing film.
Is the same polarizing film, but at a position rotated by 90 ° with respect to the polarizing film 47. The circularly polarized light beam 80 incident on the separation prism 40 from above is converted by the quarter-wave plate 41 into p-polarized light and s-polarized light. The p-polarized light passes through the polarizing film 47, is reflected by the polarizing film 48 rotated by 90 ° and the reflecting surface 44 ', and becomes a light beam 82 shown in FIG. 5B. The s-polarized light is reflected by the polarizing film 47 and the reflection surface 42 'to become a light beam 83. The circularly polarized light beam 80 'incident on the separating prism 40 from below is converted into p-polarized light and s-polarized light by the quarter-wave plate 46. p-polarized light is polarizing film 4
8. Light beam 85 is reflected by reflecting surface 45 '. The s-polarized light transmits through the polarizing film 48 and is rotated by 90 °.
7. The light is reflected by the reflecting surface 43 'to become a light beam 84 shown in FIG. From the above description, it can be seen that the circularly polarized light beams 80, 80 'incident from above and below the separation prism 40 eventually become four light beams 82, 83, 84, and 85. In FIG. 2 and FIG. 3, the separation prism 40 is fixed or fixed to the vertex cutout 51 of the pyramidal mirror 50. The pyramidal mirror 50 is provided with a cavity 52 in which a rotating shaft 54 passes through concentrically, and serves as a passage for light beams 80 and 80 '. Then, a bearing 53 for supporting the rotating shaft 54 is provided below the pyramidal mirror 50.
Are fixed or fixed, and the pyramidal mirror 50 is configured to be rotatable with respect to the rotation shaft 54 by a support mechanism and a drive mechanism (both not shown). As shown in FIGS. 5 (a), 5 (b) and 2, the light beams 83 and 84 are reflected by the reflecting surface 50 'of the pyramidal mirror 50, and are parallel to the paper surface. It becomes a light beam. Similarly, the light beams 82 and 85 are also reflected by the reflecting surface 50 'of the pyramidal mirror 50, and become horizontal light beams in a direction perpendicular to the paper surface. After all, the separation prism 40
The four light beams 82, 83, 84 and 85 emitted downward from are turned into four horizontal light beams. With the rotation of the pyramidal mirror 50 by a driving mechanism (not shown), these horizontal light beams are
The main scanning in the horizontal direction is performed. The mirror 60 performs a reciprocating rotational movement indicated by an arrow 62 around a rotation axis 61 by a driving mechanism (not shown), and the light beam 86 reflected by the mirror 60 scans in a sub-scanning direction perpendicular to the main scanning. I do. In practice, the light beam 86 performs main scanning in the horizontal direction.
Here, in order to simplify the drawing, the mirror 60 is shown rotated by 90 °. As apparent from the above description, the four light beams from the four laser semiconductor elements LD1, LD2, LD3 and LD4 correspond to four horizontal light beams, respectively. The four horizontal light beams are subjected to time-sequential amplitude modulation by a sine wave pulse shown in FIG. 6 or a rectangular wave pulse (not shown). In this case, 1 corresponds to the main scanning by the pyramidal mirror 50, respectively.
The modulation is applied only at the time interval of / 4 rotation. Of the scattered light from the subject (not shown), a signal component substantially parallel to the light beam 86 for two-dimensional scanning is reflected by the mirror 60, the reflecting surface 50 'of the pyramidal mirror 50, the lenses 70 and 71.
Are detected by light receiving elements 72 and 73 arranged on the axes of lenses 70 and 71, respectively (see FIG. 3). In the first embodiment, four semiconductor laser light sources are used in a detecting device including a pyramidal mirror 50 having four reflecting surfaces, coupling prisms 20, 30, a separating prism 40, a mirror 60, and the like. The horizontal light beam obtained in this way is time-sequentially modulated as shown in FIG. 6 to enable a two-dimensional scan with high speed and high energy use efficiency by a strong scanning light beam. Although shown, even when the number of semiconductor laser light sources or the number of reflecting surfaces of the pyramidal mirror is small, it can be easily changed. For example, when the number of reflecting surfaces of the pyramidal mirror is two, the separation prism may be partially changed as shown in FIG. In FIG. 7, reference numeral 91 denotes a quarter-wave plate, 96 and 97 are parallel prisms, 92 and 95 are triangular prisms, 94 is a half-wave plate, and 93 and 98 are polarizing films. Then, the circularly polarized light beam 80 incident on the partially changed separating prism 90 from above is separated by the quarter-wave plate 9.
1 converts it into p-polarized light and s-polarized light. The p-polarized light passes through the polarizing film 93, passes through the triangular prism 92, is converted into s-polarized light by the half-wave plate 94, is reflected by the polarizing film 98 and the reflection surface 96 ′ of the parallel prism 96, and becomes a light beam 84. . The s-polarized light converted by the quarter-wave plate 91 is reflected by the polarizing film 93 and the reflection surface 97 ′ to become a light beam 83. When the number of reflecting surfaces of the pyramidal mirror is two, the cavity 52 and the coupling prisms 20 and 30 are used.
(For example, the coupling prism 30) becomes unnecessary. 8A and 8B instead of the lenses 70 and 71.
1 lens 101, one light receiving element 102, or a Fresnel lens 103 equivalent to this,
02 can be used. In this case, the light receiving element 1
The number 02 may be provided on the rotating shaft 54, and there is an advantage that the loss of the signal light amount is smaller than the configuration in which the two lenses 70 and 71 are arranged. Further, the polarization separation by the polarizing film can be replaced with the polarization separation by a polarization beam splitter using calcite. FIGS. 9 (a), 9 (b) and 9 (c) are explanatory views of a light separating element in a reference example of the optical scanning image information detecting device. FIG. 9A shows a configuration and an optical path of the light separating element 109, and FIG. 9B is a side view of FIG. 9A. FIG.
In (a), 110 and 116 are quarter-wave plates, 1
11, 113 are parallel prisms, 112 is a polarizing film, 114
Is a triangular prism, 115 is a polarizing prism, 80, 80 '
Are light beams incident along the rotation axis 120, 82, 84
Is a horizontal light beam. 9B is a polarizing film, 83 and 85 are horizontal light beams, and 1 in FIG. 9C.
Reference numeral 18 denotes a polarizing film. The circularly polarized light beam 80 incident on the light separating element 109 from above is converted into p-polarized light and s-polarized light by the quarter-wave plate 110. The p-polarized light passes through the polarizing film 112 and the triangular prism 114, and is reflected by the polarizing film 117 of the polarizing prism 115 to become a horizontal light beam 83. Also,
The s-polarized light is the polarizing film 112 and the reflecting surface 1 of the parallel prism 111.
11 'and a horizontal light beam 8 reflected by the reflecting surface 111 "
It becomes 2. The circularly polarized light beam 80 ′ incident on the light separating element 109 from below is converted into p-polarized light and s-polarized light by the quarter-wave plate 116. p-polarized light is a polarizing prism 11
5 is reflected by the polarizing film 117 and becomes a horizontal light beam 85. The s-polarized light passes through the polarizing prism 115 and is reflected by the polarizing film 112 and the reflecting surfaces 113 'and 113 "of the parallel prism 113 to become a horizontal light beam 84. After all, the light separating element 109 is formed. Is the rotation center axis 1
Light beams 80, 80 'incident from above and below along 20
Is converted into four horizontal light beams 82, 83, 84 and 85. Thus, by rotating the light separating element 109 about the rotation center axis 120, it can be seen that scanning of a subject (not shown) is possible with four horizontal light beams orthogonal to each other. In the above case, the scattered light from the subject is detected by a light detection system (not shown) provided separately from the light separating element, for example, a light detection system using a pyramidal mirror described in the first embodiment. FIG. 9C shows that the light beams 80 and 80 ′ are
The light is converted into horizontal light beams 82 and 84 of a book, and its operation can be understood from the description of FIGS. 9A and 9B. Ginseng
It features considered example shows a case where the light separating element alone scanning is possible and that revealed that there is no need for integrally coupling the necessarily light separation element and Piramidarumira. In the first embodiment and the reference example described above ,
Regarding the deviation , a laser light source is used as a light source, and the light beams emitted from the light source are laser beams having polarization directions different from each other by 90 °, and light is separated according to the polarization direction. However, the light source and the light beam used in the optical scanning image information detecting device of the present invention are not limited to these. For example, a light beam emitted from a light source may be separated by a half mirror and used. In the first embodiment described above, the apex of the pyramidal mirror is cut off. This is a desirable configuration because it facilitates fixing of an optical member that guides a light beam from a light source to a reflection surface. However, in the optical scanning image information detection device of the present invention, it is sufficient that the light beam incident on the pyramidal mirror is rotatably provided in synchronization with the rotation of the pyramidal mirror. Is not a mandatory requirement. Further, fixing the optical member and the pyramidal mirror is a preferable mechanism for achieving the above-mentioned synchronization most simply. However, there is no problem even with a mechanism in which the optical member and the pyramidal mirror are separated and each has separate driving means, as long as the rotation periods are synchronized. As described above, the optical scanning image information detecting apparatus according to the present invention can efficiently utilize energy without reducing the intensity of the scanning light beam, and can realize a wide angle of view, a compact angle of view and no image distortion. Enables dimensional scanning.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の光走査画像情報検出装置の作用・原理
を説明する側面図である。 【図2】本発明の光走査画像情報検出装置における第1
実施例の側面図である。 【図3】本発明の光走査画像情報検出装置における第1
実施例の平面図である。 【図4】第1実施例の光路変更光学部材である結合プリ
ズムの機能説明図である。 【図5】第1実施例の光路変更光学部材である分離プリ
ズムの機能説明図である。 【図6】第1実施例における水平な光ビームのパルスに
よる変調の説明図である。 【図7】第1実施例の光学部材で一部変更した分離プリ
ズムの機能説明図である。 【図8】第1実施例の構成部品であるレンズと受光素子
の配置の説明図である。 【図9】走査画像情報検出装置における参考例の光分
離素子の機能説明図である。 【図10】ピラミダルミラーの機能の説明図である。 【符号の説明】 1 光源 2 光ビーム 3 ピラミダルミラー 4 回転軸 5 ピラミダルミラーの斜面の反射面 9 光路変更光学部材としてのプリズム
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view for explaining the operation and principle of the optical scanning image information detecting device of the present invention. FIG. 2 shows a first example of the optical scanning image information detecting device of the present invention.
It is a side view of an example. FIG. 3 is a diagram showing a first example of the optical scanning image information detecting device according to the present invention.
It is a top view of an example. FIG. 4 is a diagram illustrating the function of a coupling prism that is an optical path changing optical member according to the first embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram of functions of a separation prism which is an optical path changing optical member of the first embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram of modulation by a pulse of a horizontal light beam in the first embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram of a function of a separation prism partially changed in the optical member of the first embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram of an arrangement of a lens and a light receiving element which are components of the first embodiment. FIG. 9 is a functional explanatory diagram of a light separating element of a reference example in the light scanning image information detecting device. FIG. 10 is an explanatory diagram of a function of a pyramidal mirror. [Description of Signs] 1 Light source 2 Light beam 3 Pyramidal mirror 4 Rotation axis 5 Slope reflection surface of pyramidal mirror 9 Prism as optical path changing optical member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−204509(JP,A) 特開 昭55−113018(JP,A) 特開 昭51−98042(JP,A) 特開 昭54−158944(JP,A) 特開 平1−320856(JP,A)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page       (56) References JP-A-57-204509 (JP, A)                 JP-A-55-113018 (JP, A)                 JP-A-51-98042 (JP, A)                 JP-A-54-158944 (JP, A)                 JP-A-1-320856 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 被写体を光ビームで両端のある有限の区
間走査し、この被写体からの反射光を受光することによ
り上記被写体画像を検出する光走査画像情報検出装置に
おいて、複数の反射面を斜面にもち、対称軸を回転軸として回転
するピラミダルミラーと、 上記ピラミダルミラーの回転と同期して同軸に回転しな
がら、複数の光ビームの各々を上記ピラミダルミラーの
各反射面に向けて対応させて照射することにより、上記
反射面上の固定された位置で上記光ビームを反射させて
走査光にする光学部材と、 上記走査によって上記複数の走査光の各々が次々と照射
される上記被写体からの反射光を、上記ピラミダルミラ
ーを介して受光する受光素子 と、を有することを特徴と
する光走査画像情報検出装置。
(57) [Claims 1] Optical scanning image information detection that scans a subject with a light beam for a finite section having both ends and receives reflected light from the subject to detect the subject image. The device has multiple reflective surfaces on a slope and rotates around a symmetry axis as a rotation axis.
And the coaxially rotating pyramidal mirror
Then, each of the plurality of light beams is
By irradiating correspondingly toward each reflecting surface,
Reflect the light beam at a fixed position on the reflecting surface
An optical member for forming scanning light, and each of the plurality of scanning lights is sequentially irradiated by the scanning.
The reflected light from the subject is
An optical scanning image information detecting device, comprising: a light receiving element that receives light through a light source.
JP17997392A 1992-07-07 1992-07-07 Optical scanning image information detection device Expired - Fee Related JP3413851B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17997392A JP3413851B2 (en) 1992-07-07 1992-07-07 Optical scanning image information detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17997392A JP3413851B2 (en) 1992-07-07 1992-07-07 Optical scanning image information detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0627401A JPH0627401A (en) 1994-02-04
JP3413851B2 true JP3413851B2 (en) 2003-06-09

Family

ID=16075222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17997392A Expired - Fee Related JP3413851B2 (en) 1992-07-07 1992-07-07 Optical scanning image information detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3413851B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000040421A (en) * 1998-12-18 2000-07-05 Inst Of Ind Science Pohang System for measuring camber of slab using pyramid image
AT510175B1 (en) * 2010-09-28 2012-02-15 Riegl Laser Measurement Sys BEAM DEVICE AND LASER SCANNER HIEFÜR
JP2017198965A (en) 2016-04-28 2017-11-02 日本電産株式会社 Rotary drive apparatus
CN115500582B (en) * 2022-08-17 2024-03-22 上海科技大学 Foot three-dimensional contour acquisition system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0627401A (en) 1994-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3794703B2 (en) Fluorescence imaging system using macro scanning objective lens
US5200606A (en) Laser radar scanning system
US5744815A (en) Beam splitting optics in bar code readers
JP2659429B2 (en) Photoacoustic signal detection method and apparatus, and semiconductor element internal defect detection method
US7554650B2 (en) Laser beam projecting device
JP3413851B2 (en) Optical scanning image information detection device
JP3169074B2 (en) Laser radar device
US4516023A (en) Scanner/plotter optical system
JPH05322569A (en) Surveying equipment
CN115901623B (en) High-speed optical diffraction chromatography microscopic imaging system
EP1585309A1 (en) Apparatus and method for start of scan detection
US5420714A (en) Device for beam division
WO1993001465A1 (en) Optical system in a laser guidance system
JP2001518026A (en) High-speed scanner for laser printer
JP2004122188A (en) Laser marking apparatus
JP2002277812A (en) Laser scanning method and scanner
JPH06235865A (en) Confocal microscope
JPH1195114A (en) Scanning optical microscope device
JP2992075B2 (en) Light beam scanning device
JP3944272B2 (en) Image rotation device
JP3152130B2 (en) Confocal light scanner
JPH07146448A (en) Laser scanner
JP2987229B2 (en) Confocal optics
JP2808713B2 (en) Optical micro displacement measuring device
JPH04235520A (en) Optical scanning device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010717

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090404

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090404

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100404

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110404

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees